[发明专利]一种超精密高速静压空气轴承结构

说明书

本发明公开了一种超精密高速静压空气轴承结构，包括定子、活动配合在定子中的轴、安装在轴上的止推盘，止推盘与定子轴向相邻，定子上设有进气孔、与进气孔连通的径向节流孔和轴向节流孔，径向节流孔连通轴与定子之间的气浮面，轴向节流孔连通止推盘与定子之间的止推面。本发明的轴承本身使用洁净高压气体作为润滑介质，定转子非接触运动，高压气膜稳定性好，刚度好，因此轴承可以实现超精密高速运行，而且由于非接触运动，轴承使用寿命非常长，维护保养简单。

技术领域

本发明涉及一种超精密高速静压空气轴承结构，利用高压气体作为润滑介质，实现轴承定转子之间非接触运转，由于气体粘度系数低，可以实现高精度高转速低摩擦转动。

背景技术

目前市场上的机床主轴轴承，以滚珠轴承为主，由于滚珠本身是接触摩擦的，摩擦就会带来磨损、振动、生热等一系列问题，导致其很难实现超精密高速运转，而且寿命较短，因此，一些精密机床的主轴精度受到了限制。

发明内容

本发明所解决的技术问题：如何提升精密机床的主轴精度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种超精密高速静压空气轴承结构，包括定子、活动配合在定子中的轴、安装在轴上的止推盘，止推盘与定子轴向相邻，定子上设有进气孔、与进气孔连通的径向节流孔和轴向节流孔，径向节流孔连通轴与定子之间的气浮面，轴向节流孔连通止推盘与定子之间的止推面。

填充有高压气体的轴与定子，相当于径向气浮轴承。填充有高压气体的止推盘与定子，相当于轴向气浮轴承。因此，本发明由轴向气浮轴承和径向气浮轴承组合而成，轴承定转子之间通入高压气体，利用其作为润滑介质，可以实现轴承高速高精度运转(轴承轴向和径向跳动精度可以达到0.03μm以上)。

本发明设计的轴承结构，可以让主轴类以及其他回转类产品，精度成量级提高，转速更高，寿命更长，给行业带来革命性改变。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为超精密高速静压空气轴承结构的示意图。

图中符号说明：

10、定子；11、进气孔；12、径向节流孔；13、轴向节流孔；14、气室；

20、轴；21、气浮面；

30、止推盘；31、止推面。

具体实施方式

如图1，一种超精密高速静压空气轴承结构，包括定子10、活动配合在定子中的轴20、安装在轴上的止推盘30，止推盘与定子轴向相邻，定子上设有进气孔11、与进气孔连通的径向节流孔12和轴向节流孔13，径向节流孔连通轴与定子之间的气浮面21，轴向节流孔连通止推盘与定子之间的止推面31。

洁净的压缩气体从进气孔11进入定子10，然后通过径向节流孔12进入气浮面21，以及，通过轴向节流孔13进入止推面31。气浮面21是定子10与轴20接触位置，止推面31是定子10与止推盘30接触位置。气浮面21和止推面31设计有微米级间隙，压缩气体进入该间隙之后形成空气薄膜，起到润滑作用。

定子10内设有与径向节流孔12、轴向节流孔13及进气孔11连通的气室14。洁净的压缩气体从进气孔11进入定子的气室14，然后通过径向节流孔12进入气浮面21，以及，通过轴向节流孔13进入止推面31。

气浮轴承结构利用压缩气体作为润滑介质，因此，进入进气孔11的气体可以是自然界中任一可压缩气体。

任一节流孔孔径0.1mm～1mm，节流孔可以用同样内径的节流塞代替。气浮轴承结构中的任一节流孔，可以由多孔材料代替，面积大小不仅限于节流孔大小，起到压缩气体节流作用即可。

气浮面21为平面、锥面或曲面。止推面31为平面、锥面或曲面。